La radiothérapie avecdose-paintingou radiothérapie guidée par la biologie consiste à délivrer une irradiation hétérogène au sein du volume tumoral en ciblant la région tumorale responsable de la résistance à la radiothérapie définie par imagerie fonctionnelle. À partir de cette imagerie, il est possible de définir un ou des volumes-cibles anatomocliniques basés sur la biologie (biological target volume[BTV]) à l’intérieur même du volume-cible anatomoclinique habituellement considéré pour l’irradiation de l’organe, pour y appliquer une stratégie de radiothérapie conformationnelle avec modulation d’intensité (RCMI) qui va délivrer une dose plus importante dans ces régions en tirant partie des avancées technologiques disponibles. Dans cette revue de la littérature, nous mettons en évidence les paramètres biologiques responsables de radiorésistance et les techniques d’imagerie permettant de les visualiser, puis nous détaillons les techniques dosimétriques nécessaires à cette approche de radiothérapie avecdose-painting, avant d’aborder les résultats cliniques obtenus dans différents cancers (de la sphère ORL, de la prostate, des tumeurs cérébrales, etc.). Malgré les difficultés inhérentes à cette nouvelle approche qui la rendent pour l’heure non utilisable en routine, la radiothérapie guidée par la biologie représente une des voies majeures de développement de la radiothérapie au cours des prochaines années.